气候变化将影响你的零食：为什么反复的干旱威胁着干果和蔬菜

土豆可能变得更脆，苹果可能更难脱水，苏丹可能完全从菜单上消失——这些都是在澳大利亚气候变化下反复加剧干旱的可能结果。

这听起来可能与直觉相反，但干燥的环境会在细胞水平上影响水果和蔬菜的质量，使它们更难加工成干燥的食物。这对澳大利亚的食品安全和经济有着重大影响。

干燥食品占我们饮食的很大一部分，澳大利亚约70%的农产品出口。

如果干燥食品的味道、质量或可获得性下降，我们就有可能失去这些利润丰厚的市场。但我正在进行的关于高级干燥方法的研究旨在通过仔细控制细胞如何改变其形状和结构来帮助克服这一挑战。

干旱将变得更加严重

政府间气候变化专门委员会(IPCC)的最新报告警告说，随着世界变暖，澳大利亚将变得更加干旱，带来更多的干旱、更干燥的土壤、大量树木死亡等等。

最近澳大利亚东部大部分地区的干旱已经表明，气候变化会对植物生产以及社会和经济造成严重破坏。例如，由于气候变化的影响，2001年至2020年期间农业利润下降了23%，与历史平均水平相比，每家农场的利润下降了约29200美元。

此外，2019冠状病毒病大流行表明，不确定的环境、社会和经济条件可能导致恐慌性购买，凸显了粮食安全和粮食供应稳定的重要性。

重要的是确保我们的干粮供应能够应对未来的储备挑战，因为薯片和干果是澳大利亚许多饮食的主食。2019-2020年，苏丹果、苹果干和杏干等干果占该国水果供应总量的12%。

干旱如何影响副食品的品质

澳大利亚的农产品可以在澳大利亚或海外进行干燥，这取决于食品类型、制造商和相关成本。

在干燥过程中，水果和蔬菜的细胞结构发生了显著的变化。细胞和组织可以改变它们的形状，同时收缩成更紧凑的形式。如果不仔细控制干燥过程，可能会导致不良特性，影响食品的味道和外观，潜在地降低市场价值和营养质量。这就是干旱让事情变得困难的原因。

我们知道干旱会导致湖泊和河流缺水，但研究表明，它也会使小型植物细胞和组织干涸。如果细胞中的水分持续缺乏——由于重复的干旱——植物及其产品的微观特性会在长期内发生变化，无论这些植物是生长在横跨几公顷的大农场还是在你后院的小盆栽中。

反复发生的干旱会使水果和蔬菜在收获之前就“疲劳”了。这意味着植物的结构会随着每次干旱而减弱，这有点像反复弯曲金属丝最终导致它断裂。例如，干旱会使苹果等植物变得更脆，因此无法加工。干旱也会直接导致作物减产和各自的收成。

如果干旱条件是极端的，植物的水分流失会很严重，即使没有进一步的处理，细胞也会自然受损。换句话说，如果反复出现的干旱状况持续下去，我们所知道的薯片、葡萄干和干苹果等干燥食品可能会永久改变。

用超级计算来解决这个问题

因此，我们知道受干旱影响的农产品不容易加工，味道往往不同，有时根本就不能使用。但我们能做些什么呢?

显然，如果气候变化和随之而来的干旱可以避免，对干燥食物的不利影响也可以避免。首先，全球排放必须迅速而紧迫地减少。

但如果我们无法避免呢？在这种情况下，我们需要一个合理的B计划。

研究人员和工程师提出的一个很有希望的问题是：我们能否修改干燥过程，以适应受干旱影响的农产品的变化特性？这样做可以使干燥食品加工业保持其产品的质量、味道、外观和市场价值。

但这并不容易。首先，我们需要正确理解缺水对植物细胞形状和大小变化的确切影响。这是一个挑战，需要计算机模拟和超级计算技术。

通过这些模拟，可以估计细胞在干燥过程中是否会被破坏。如果我们发现会有严重的破坏，模拟可以提供关于理想干燥条件的信息。这意味着我们可以优化温度、压力、湿度和干燥时间，将不利影响降到最低。

这种方法可以显著节省时间、金钱和精力，同时提高干燥食品的质量和保质期。随着更多的研究，扩展的计算机建模和模拟可以导致工业规模的高级干燥，从而导致更强的粮食安全和稳定。

所以，即使在不久的将来，我们将不得不应对更频繁、更严重的干旱，毕竟，你希望你的薯片的味道可能和以前一样好。